Influence de la préoxydation d'un acier sur l'adhérence de son revêtement en alumine déposé par voie plasma thermique

Influence of steel preoxidation on adhesion of alumina plasma sprayed coatings

• Auteur / Autrice : Stéphane Valette
• Direction : Pierre Lefort, Alain Denoirjean
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique. Procédés et matériaux
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acier

Adhésion (physique)

Épitaxie

Alumine

Microscopie électronique en transmission

Projection au plasma

Mots clés libres

Cinétique d'oxydation

Wüstite

Résumé

La présence de wüstite (Fe1-xO) à la surface d'un acier C40E, formée par préoxydation contrôlée sous dioxyde de carbone, augmente de manière drastique l'adhérence des dépôts d'alumine réalisés par voie plasma thermique. Au contraire, une intercouche composée des oxydes Fe203 ou Fe304 diminue la tenue d'un tel revêtement. Une étude cinétique a déterminé les conditions de formation de la wüstite. L'observation des interfaces au MET a mis en évidence que des relations d'hétéroépitaxie entre l'acier, la wüstite des traces de magnétite superficielle et l'alumine sont à l'origine d'une adhésion chimique forte du dépôt. Ce prétraitement d'oxydation contrôlée avant revêtement, facile à réaliser industriellement, permet la suppression de l'étape initiale de sablage des pièces à recouvrir ainsi que l'obtention de dépôts sur des substrats de faible épaisseur.

The presence at C40E steel surface of wüstite (Fe1-xO) formed by controlled preoxidation under carbon dioxide atmosphere, increases drastically the adherence values of a alumina plasma sprayed coatings. On the contrary, an interlayer composed of Fe203 or Fe304 decreases the alumina coating adhesion. A kinetic study bas been led in order to determine the conditions for wüstite phase formation. TEM investigations of interfaces bas showed heteroepitaxied growth between steel, wüstite, superficial traces of magnetite and alumina coating, which justifies, thanks to chemical relationships, the strong alumina coatings adhesion. Such a monitored oxidation pretreatment before spraying, easily performed in the industry, eliminate grit blasting stage and then allows to coat thin metallic substrate.